Ana sayfa Astronomi Beklenmedik bir bulgu: Karadelik yakınında yıldız oluşumları

Beklenmedik bir bulgu: Karadelik yakınında yıldız oluşumları

815
PAYLAŞ
ALMA, Samanyolu Gökadası’nın merkezinde Sagittarius A (Sgr A) olarak bilinen bölgedeki süper kütleli karadelikten üç ışık yılı uzaklıkta, 11 tane düşük kütleli yıldızın oluştuğunu açık bir biçimde sergiledi.

Çeviren: Prof. Dr. E. Rennan Pekünlü

ALMA, Samanyolu Gökadası’nın merkezindeki süper kütleli karadelik yakınlarında yeni oluşmakta olan yıldızlar algıladı. Oysa karadelik yakın komşuluğu, yeni oluşmakta olan yıldızlar için oldukça “yıkıcı” bir ortamdır.

Samanyolu gökadasının merkezinde, süper kütleli karadeliğin hemen yanındaki bölge, çekim kuvvetinin yıkıcı etkisi nedeniyle yeni oluşmakta olan yıldızlar için yıkım bölgesidir. Bu bölge aynı zamanda yeğin moröte ışınımıyla bombalanmaktadır. Yer’in atmosferi, çok çeşitli yaşam türleri için ölümcül etkisi olan moröte ve X-ışınlarının deniz seviyesine dek ulaşmasını etkin bir biçimde engeller. Gökbilimcilere göre bu yıkıcı koşullar, özellikle Güneş benzeri düşük kütleli yıldız oluşumları için yeğlenen bölgeler olamaz. Ancak Atacama Büyük Milimetre/Altmilimetre teleskop ağı (ALMA) durumun hiç de beklenildiği gibi olmadığını sürpriz bir biçimde gösterdi.

Şekil 1. Yer’deki en kurak bölgelerden birisi olan Şili çölünde, deniz seviyesinden yaklaşık 5000 metre yükseklikteki ALMA teleskoplar ağı.
ALMA Teleskop Ağı

ALMA, Samanyolu Gökadası’nın merkezinde Sagittarius A (Sgr A) olarak bilinen bölgedeki süper kütleli karadelikten üç ışık yılı uzaklıkta, 11 tane düşük kütleli yıldızın oluştuğunu açık bir biçimde sergiledi. Oysa süper kütleli karadeliğin çekim kuvvetinin bu uzaklıktaki gaz ve tozu yıldızlar oluşmadan dağıtma gücüne sahip olması beklenir.

Bu yeni keşfedilmiş olan ön yıldızlar (protostars – yoğun gaz bulutu aşamasıyla genç parlayan yıldız aşaması arasındaki dönem) düşük kütleli yıldızların doğumu için gerekli olan koşulların, gökadamızdaki ve evrenin herhangi bir köşesindeki en tedirgin bölgelerde de oluşabileceğini gösteriyor. Bulgu Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlanmıştır.

Makalenin ilk yazarı ve ABD Illinois eyaleti Evanston’daki Northwestern Üniversitesi gökbilimcisi Farhad Yusef-Zadeh şunları söyledi: “Tüm tuhaflıklara karşın, Samanyolu Gökadası merkezindeki süper kütleli karadeliğin yakınlarında yıldız oluşumlarına ilişkin kanıtları şaşırtıcı bir biçimde gözledik. Bu gerçekten sürpriz bir sonuç ve yıldız oluşumlarının en düşük olasılıklı yörelerde de oluşabileceğini gösteriyor.”

ALMA verileri ön yıldızların yaşlarının yaklaşık 6000 yıl olduğuna işaret ediyor. Yusef-Zadeh bu bağlamda şunları söyledi: “Bu çok önemli bir veri çünkü oldukça yıkıcı ortamdaki yıldız oluşumlarının en erken evresine tanık oluyoruz.”

Araştırma grubu ön yıldızlara klasik “çift şişim”i (double lobes) gözleyerek tanı koydular (Şekil 3). Çift şişim her iki yıldızı da kucaklayan görünüm sergiler. Bu kozmik kum saati benzeri şekil, yıldız oluşumunun erken evrelerinde gözlenir. Şişimlerdeki karbon monoksit (CO) gibi moleküller varlıklarını milimetre dalgaboylarında parlak bir biçimde sergiler. ALMA teleskoplar ağı bu dalgaboylarını doğrulukla ve duyarlılıkla algılar.

Şekil 2. Sol: Yeni oluşan yıldızlardan fırlatılan plazma jetlerinin oluşturduğu çift şişim. Sağ: Çift katman bileşenleri; F – Elektriksel gizilgüç; E – Elektrik alan; Double layer – Çift katman ve r – elektrik yüklü parçacıklar.

Ön yıldızlar yıldızlararası gaz ve tozdan oluşur. Bu bulutlardaki yoğun merkez bölgeleri kendi çekimsel kuvvetlerinin etkisi altında çöker ve yakın komşuluğundaki bulutlardan yıldız oluşturan gazı giderek artan oranlarda biriktirir. Çekim merkezi oluşturan bölgelerin üzerine akan madde her zaman merkez bölgesi üzerine düşmez, ön yıldızın kuzey ve güney kutuplarından bir çift yüksek hız jetleri olarak ortama saçılır. Son derece tedirgin ve çalkantılı ortamlar maddenin ön yıldızın üzerine düşmesini engellerken yeğin ışınım -yakın komşuluktaki kütleli yıldızlardan ve süperkütleli karadeliklerden- gaz ve tozdan oluşan yıldız doğum bölgelerini dağıtır, çok kütleli yıldızlar dışında diğer yıldızların oluşumunu engeller.

4 milyon Güneş kütlesine sahip karadelik içeren Samanyolu gökadasının merkezi Yer’den yaklaşık 26.000 ışık yılı uzaklıkta ve Sagittarius takımyıldızı yönündedir. Yıldızlararası ortamdaki devasa toz kütlesi bu bölgenin görsel (optik) bölge teleskopları tarafından incelenmesini engeller. Radyo dalgaları, milimetre ve alt milimetre dalgaboylarında gönderilen ışınım ALMA teleskoplar ağı tarafından algılanır. ALMA toz bulutu içinden gelen radyo ve kızılöte dalgaboylarındaki ışınımı algıladığı için yıldız oluşumları için yıkıcı olan bu bölgenin dinamiği ve içeriğine ilişkin açık ve net görüntü sunar.

ALMA gözlemlerinden önce Yusef-Zadeh ve araştırma ekibi Sgr A yakın komşuluğundaki bölgeye ilişkin gözlemlerden çok sayıda ve 6 milyon yıl yaşında kütleli ve yeni oluşmakta olan yıldızların varlığının tanısını yapmışlardı. Bu tür gökcisimleri proplyds olarak betimlenir ve Orion bulutsusu gibi daha uygun ortamlardaki yıldız oluşum bölgelerinde oldukça yaygındır. Samanyolu Gökadası merkez bölgesi yıldız oluşumlarını engelleyici olmasına karşın yoğun hidrojen bölgeleri yıldız oluşum eşik düzeyini aşıp yeni yıldızların oluşmasını sağlayabilir.

ALMA gözlemleri çok ilginç ve sürprize neden olan veriler sunmuş, 11 tane düşük kütleli yıldızın gökadamızın merkezindeki süper kütleli karadelikten 1 parsek -3 ışık yılı- uzaklıkta oluştuklarını göstermiştir. ALMA teleskoplar ağını kullanan Yusef-Zadeh ve araştırma ekibi ön yıldızların kütleleri ve disklerindeki momentum aktarım oranlarının gökadamızın diğer bölgelerindeki ön yıldızlarınkiyle tutarlı olduğunu göstermişlerdir.

Yukarıda sözü edilen Astrophysical Journal Letter makalesindeki yazarlardan birisi, Virginia eyaleti Charlottesville’deki National Radio Astronomy Observatory’de görevli Al Wootten, “Bu bulgu, Sagittarius A yıldızına çok yakın olan yıldızlararası bulutta yıldız oluşumlarının gerçekleştiğine ilişkin bir kanıt oluşturuyor. Bu koşullar ideal yıldız oluşum koşullarından çok farklı da olsa, yıldızların oluşumları için değişik yolların varlığını görmemizi sağlar” açıklamasında bulunmuştur.

Şekil 3. Samanyolu gökadasının özeğindeki süper kütleli kara deliğin yakın komşuluğunda oluşan ön yıldızın çevresinde bir toplanma diski oluşur. Genç yıldız yakın komşuluğundaki ortamdan diske özdek toplar (sağ) ve dışarı doğru fırlatılan jetler üretir (sol).

Yıldız oluşum koşulunun gerçekleşebilmesi için gökadamızın merkezinin yakınlarında bulunan gaz bulutu dışındaki kuvvetler ortamın yıkıcı doğasını yenmeli, gazı sıkıştırmalı ve bulutun kendine özgü çekim kuvvetiyle yıldızların oluşumu sağlanmalıdır. Gökbilimciler yüksek hıza sahip gaz bulutlarının yıldızlararası ortama doğru devinirken yıldız oluşumlarına yardımcı olabileceği yönünde görüş belirtiyorlar. Karadelik çevresindeki toplanma disklerinden (accretion disc) dışarı doğru fırlatılan jetler de gaz bulutlarında sıkışmaya ve yıldız oluşumlarını tetiklemeye uygundur. Avustralya, Sidney’deki Macquarie Üniversitesi gökbilimcisi Mark Wardle, “Bundan sonraki aşamada yeni oluşan yıldızların çevresinde tozlu gazdan oluşan toplanma disklerinin varlığını doğrulamalıyız. Eğer doğrulayabilirsek, gökada diskindeki genç yıldızların çevresinde olduğu gibi, diskteki merkezden gezegenlerin de oluşma olasılığı vardır.”

Bu araştırma, Yusef-Zadeh ve arkadaşlarının Astrophysical Journal Letters adlı bilimsel dergide “ALMA Detection of Bipolar Outflows: Evidence for Low Mass Star Formation within 1 pc of Sgr A” başlığıyla yayımlanmış olan makalelerinde sunulmuştur.